X·Y축 한계 넘어 Z축 개척…zHBM, HBM5 대비 전력효율도 3배 향상
1200억 매개변수 AI 구동시 메모리 비용 6분의1 ‘z낸드-O’도 눈길
400단 이상 수직 적층한 10세대 V낸드 ‘V10 BV-낸드’도 공개

삼성전자가 AI 반도체의 성능 및 전력 효율의 한계를 뛰어넘는 차세대 3D 메모리 아키텍처 ‘zHBM’을 전격 공개했다. 

 

▲ 8월4일(현지시간) 미국 실리콘밸리에서 열린 'FMS 2026'에서 김경륜 삼성전자 D램개발실 상무가 발표를 하고 있는 모습[삼성전자]

 

5일 삼성전자에 따르면 김경륜 삼성전자 D램개발실 상무는 4일(현지시간) 미국 캘리포니아주 샌타클래라컨벤션센터에서 열린 메모리 행사 ‘FMS 2026’에서 진행한 기조발표를 통해 3차원(3D) 아키텍처 zHBM을 처음 선보였다.

3차원 적층 zHBM은 기존 2차원(X·Y축) 평면 연결 방식(AI 가속기 옆 HBM 배치)에서 벗어나, 3차원 높이(Z축)를 활용해 AI 가속기(xPU) 위에 HBM을 직접 적층한다. 데이터 이동 거리를 최소화해 데이터 병목 현상(메모리 장벽)을 해결했다.
 

zHBM은 HBM의 차세대 제품인 HBM5 대비 GPU 당 성능은 최대 8배, 전력 대 성능비는 최대 3배 향상된다. 열 저항 수치는 HBM5 대비 10~25% 수준으로 낮췄다. 개발 중인 HBM5에는 HBM 최초로 GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터와 파운드리 2㎚(나노미터) 초미세 공정, 코어 다이 측면 열 방출 기술을 적용해 발열 제어 수준을 이전 세대보다 20% 이상 높였다.

 

함께 기조 발표에 나선 이진엽 플래시개발실 부사장은 기기내장형(온디바이스) AI 환경에 최적화한 차세대 낸드 설루션 z낸드-O(zNAND-O)를 선보였다.

z는 수직으로 쌓았다는 뜻으로, O는 온디바이스에 최적화했다는 의미로 붙인 이름이다.

z낸드-O는 D램의 용량 부족과 기존 낸드의 낮은 대역폭 문제를 동시에 해결해 고용량, 고대역폭, 빠른 응답속도를 구현해 데이터 처리를 효과적으로 지원한다고 삼성은 설명했다.

이 부사장은 매개변수(파라미터)가 1200억 개인 GPT 모델을 시험 구동한 결과 z낸드-O가 기존 D램 서버와 동일한 초당 토큰 수를 기록하면서도, 비용은 6분의 1에 불과하다고 소개했다. 

 

▲ 삼성전자가 공개한 zHBM, Z낸드-O, V10 BV-낸드[삼성전자]

그는 기조연설 도중 초소형 기업용 SSD BM1773 실물을 들고 “믿기 힘들겠지만, 이 작은 스토리지 칩 하나가 최고급 세단 한 대 값과 맞먹는다”며 “내가 만약 이걸 바닥에 떨어뜨린다면 당장 내일부터 새 직장을 구하러 다녀야 할 것”이라고 말해 참석자들의 웃음을 자아내기도 했다.

또 이날 기조연설에서 400단 이상을 수직 적층한 10세대 V낸드 ‘V10 BV-낸드’도 업계 최초로 공개했다. 삼성전자는 이들 3D 메모리를 기반으로 고성능 컴퓨팅과 AI 인프라 수요 증가에 대응하겠다는 계획이다.

삼성전자는 이번 FMS 2026에서 공개한 차세대 3D 메모리 라인업을 앞세워 글로벌 AI 반도체 시장에서의 선도적 지위를 다시 입증하겠다는 자신감을 내비쳤다.

 

토요경제 / 양지욱 기자 yjw@sateconomy.co.kr

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